JP6371985B2 - ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ - Google Patents

ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ Download PDF

Info

Publication number
JP6371985B2
JP6371985B2 JP2016512494A JP2016512494A JP6371985B2 JP 6371985 B2 JP6371985 B2 JP 6371985B2 JP 2016512494 A JP2016512494 A JP 2016512494A JP 2016512494 A JP2016512494 A JP 2016512494A JP 6371985 B2 JP6371985 B2 JP 6371985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
light source
light
laser
beam irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016512494A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015155812A1 (ja
Inventor
加納 康行
康行 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2015155812A1 publication Critical patent/JPWO2015155812A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6371985B2 publication Critical patent/JP6371985B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Description

本発明は、目標領域においてレーザ光を走査させるためのミラー駆動装置、当該ミラー駆動装置を備えたビーム照射装置および目標領域にレーザ光を照射したときの反射光をもとに目標領域の状況を検出するレーザレーダに関する。
近年、建物への侵入検知等のセキュリティ用途として、レーザレーダが用いられている。一般に、レーダレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における物体の有無を検出する。さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、各スキャン位置における物体までの距離が検出される。
レーザ光を走査させるためのアクチュエータとして、たとえば、モーターによって回転される回転体にミラーを傾けて装着する構成が用いられ得る(たとえば、特許文献1)。また、この構成では、ミラーの傾きを変化させるための機構とこの機構を駆動する駆動部が回転体に設けられ得る。
特開2011−169730号公報
しかしながら、回転体に駆動源が配されると、駆動源に電力を供給するための信号線をベース側から回転体へと渡す必要がある。この場合、回転体の回転角を大きく取ると、回転体の回転時に信号線が他の部材等に引っ掛かって破断する惧れがある。このため、レーザ光の走査範囲を大きく広げることができなかった。
かかる課題に鑑み、本発明は、広範囲にレーザ光を走査可能なミラー駆動装置および当該ミラー駆動装置が搭載されるビーム照射装置およびレーザレーダを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様はミラー駆動装置に関する。第1の態様に係るミラー駆動装置は、回転軸と、前記回転軸を回転させる第1の駆動源と、前記回転軸に垂直な方向に延びる支軸を介して前記回転軸に支持され、前記支軸を中心として回動可能であるミラーホルダと、前記ミラーホルダに装着されたミラーと、前記ミラーホルダの端に設けられた保持部と、前記支軸から離れた位置において前記ミラーホルダが載置された回転体と、前記保持部に設けられ、前記保持部を前記回転軸との間隔を変化可能なように案内する案内部と、前記回転軸とともに前記回転体が回転可能な状態で前記回転体を前記回転軸に平行な方向に移動させる移動機構と、前記移動機構を介して前記回転体を移動させる第2の駆動源とを備える。
本発明の第2の態様はビーム照射装置に関する。第2の態様に係るビーム照射装置は、第1の態様に係るミラー駆動装置と、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射された前記レーザ光を前記ミラーに入射させる出射光学系と、を備える。
本発明の第3の態様はレーザレーダに関する。第3の態様に係るレーザレーダは、第2の態様に係るビーム照射装置と、目標領域から反射され前記ミラーに入射した前記レーザ光を光検出器へと導く受光光学系と、を備え、
前記受光光学系は、前記光源から出射され前記ミラーへと向かうレーザ光が通過する隙間を有するとともに、前記目標領域から反射され前記ミラーに入射した前記レーザ光を反射する反射面を有する反射部を備える。
本発明によれば、広範囲にレーザ光を走査可能なミラー駆動装置および当該ミラー駆動装置が搭載されるビーム照射装置およびレーザレーダを提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
実施の形態に係るミラーアクチュエータの分解斜視図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータのパン駆動部の構成を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータのアウターユニットの構成を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータのインナーユニットとミラーユニットの構成を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータのチルト駆動部の構成を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図である。 実施の形態に係るアウターフレームが下降されたときのミラーアクチュエータの構成を示す図である。 実施の形態に係るアウターフレームが上昇されたときのミラーアクチュエータの構成を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの水平方向の回動範囲を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータのレーザ光の出射軌跡を示す図である。 実施の形態に係る折り曲げミラーと迷光の影響を説明する図および変更例に係る折り曲げミラー迷光の影響を説明する図である。 実施の形態に係るレーザレーダの回路構成を示す図である。 実施の形態に係る光源の発光制御の処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、ミラーアクチュエータ1の分解斜視図である。図示の如く、ミラーアクチュエータ1は、パン駆動部10と、アウターユニット20と、インナーユニット30と、ミラーユニット40と、チルト駆動部50とを備えている。
図2(a)、(b)は、ミラーアクチュエータ1のパン駆動部10の構成を示す斜視図である。
図2(a)を参照して、パン駆動部10は、モーター11と、回転軸12と、ピン13と、支軸14と、モーター回路基板15と、モーターフレーム16とを備えている。
モーター11は、モーター回路基板15に電気的に接続されており、回路部からの電気信号に応じて回転軸12を回動させる。モーター11とモーター回路基板15は、モーターフレーム16によって支えられている。モーター11は、たとえば、ブラシレスDCモーターである。回転軸12は、円柱形状を有する。回転軸12上部のZ軸負側およびZ軸正側には、それぞれ、段部12aが設けられている。段部12aには、Z軸方向に貫通する軸孔12bが形成されている。軸孔12bの径は、支軸14の径よりも僅かに小さい。後述するミラーユニット40(図1参照)を回動可能に回転軸12に装着する際に、軸孔12bに支軸14が通される。また、回転軸12のX軸正側には、ピン13を嵌め込むためのピン穴12cが形成されている。ピン穴12cの径は、ピン13よりも僅かに小さく、ピン穴12cの深さ(X軸方向の長さ)は、ピン13のX軸方向の長さよりもやや小さい。図2(b)に示すように、ピン13は、ピン穴12cに嵌め込まれる。この状態でピン13の先端部13aは、回転軸12よりもX軸正側に位置付けられる。
図3(a)は、ミラーアクチュエータ1のアウターユニット20の構成を示す分解斜視図である。図3(b)は、アウターユニット20の構成を示す斜視図である。
図3(a)を参照して、アウターユニット20は、アウターフレーム21と、ガイドシャフト22と、ベアリング23と、ベアリングプレート24とを備える。
アウターフレーム21は、インナーユニット30(図1参照)およびミラーユニット40(図1参照)を回動可能に保持する保持部21aと、インナーユニット30(図1参照)およびミラーユニット40(図1参照)を上下方向に案内する案内部21bからなる。保持部21aには、Y軸方向に貫通する円形の開口21cが形成されている。開口21cの上部内側面には、Y軸方向の所定の位置に段部21dが形成されている。この段部21dにより、開口21cは、Y軸正側の径がY軸負側のも径よりも大きくなっている。また、保持部21aには、ネジ穴21e、21fが形成されている。案内部21bは、略直方体形状を有し、案内部21bの軸方向の幅は、保持部21aの軸方向の幅よりも大きい。案内部21bには、Y軸方向に貫通する円形のガイド孔21gが形成されている。ガイド孔21gの径は、ガイドシャフト22の径よりも僅かに大きい。ガイドシャフト22は、円柱状の形状を有する。
ベアリング23は、外枠23aと内枠23bとを有する。ベアリング23は、外枠23aと内枠23bとの間には多数のボールが介在されたボールベアリングである。ベアリング23は、内枠23bが外枠23aに対してY軸方向に平行な軸の周りに回転可能となっている。外枠23aは、大径部23cと、小径部23dを有する。大径部23cの径は、アウターフレーム21の開口21cのY軸正側の径よりもやや小さく、開口21cのY軸負側の径よりも大きい。小径部23dの径は、アウターフレーム21の開口21cのY軸負側の径よりもやや小さい。内枠23bは、円形の開口23eが形成された円筒形状を有する。
ベアリングプレート24は、平面視においてアウターフレーム21の保持部21aの形状に沿った形状の板部24aからなる。板部24aの中央には、円形の開口24bが形成されている。板部24aには、ネジ孔24c、24dが形成されている。
アウターユニット20の組み立て時には、まず、ベアリング23がアウターフレーム21の開口21cに挿入される。このとき、外枠23aの大径部23cのY軸負側の面がアウターフレーム21の段部21dに当接するまで、外枠23aがアウターフレーム21の開口21cに押し込まれる。そして、ベアリングプレート24のネジ孔24c、24dが、それぞれ、アウターフレーム21のネジ穴21e、21fに整合される。この状態で、ネジ孔24c、24dを介して、ネジ穴21e、21fにネジ25、26が螺着される。これにより、ベアリングプレート24がアウターフレーム21に固着される。そして、ガイドシャフト22がガイド孔21gに通され、図3(b)に示すアウターユニット20が組み立てられる。
この状態で、外枠23aの大径部23cは、ベアリングプレート24の下面と、アウターフレーム21の段部21dによって挟まれている。これにより、ベアリング23は、ベアリングプレート24の下面とアウターフレーム21の段部21dによって、上下方向の移動が抑制されている。
図4(a)は、ミラーアクチュエータ1のインナーユニット30の構成を示す分解斜視図である。図4(b)は、インナーフレーム31を下から見た構成を示す斜視図である。図4(c)は、ミラーアクチュエータ1のミラーユニット40の構成を示す分解斜視図である。図4(d)は、ミラーユニット40の構成を示す斜視図である。
図4(a)を参照して、インナーユニット30は、インナーフレーム31と、押さえバネ32とを備える。
インナーフレーム31は、上面部31aと、円筒部31bからなる。図4(b)に示すように、円筒部31bのY軸正側には、鍔部31cが形成されている。図4(a)に戻り、上面部31aの中央には、周囲よりも一段低くなった段部31dが形成されており、上面部31aのX軸負側には、周囲よりも一段高くなった2つの凸部31eが形成されている。凸部31eの上面は、平坦となっている。段部31dには、Y軸方向に貫通する円形の開口31fが形成されており、開口31fのX軸正側には、矩形の凹部31gがY軸方向に延びるように形成されている。開口31fの径は、モーター11の回転軸12(図2(b)参照)よりもやや大きく、円筒部31bの外径は、アウターユニット20の内枠23bの開口23e(図3(a)参照)よりも僅かに大きい。また、鍔部31cの径は、内枠23bの外径よりもやや大きく、ベアリングプレート24の開口24bより小さい。上面部31aには、ネジ穴31h、31iが形成されている。
押さえバネ32は、弾性部材により構成される。押さえバネ32は、上面視において、略U字型の形状を有する。押さえバネ32は、平面部32aと、2つの鉤部32bからなる。平面部32aには、ネジ孔32c、32dが形成されている。
図4(c)を参照して、ミラーユニット40は、ミラーホルダ41と、ローラー42と、支軸43と、ミラー44とを備える。
ミラーホルダ41は、ミラー44を傾けた状態で保持するミラー装着部41aと、ローラー42を保持するローラー保持部41bと、回転軸12(図2(b)参照)を保持する回転軸保持部41cからなる。ミラー装着部41aの下端部は、段部となっている。ローラー保持部41bは、先端部が丸みを帯びた2つの凸部からなり、2つの凸部には、それぞれ、Z軸方向に貫通する軸孔41dが形成されている。ローラー保持部41bの2つの凸部の間の間隔は、ローラー42のZ軸方向の厚みよりもやや広い。回転軸保持部41cは、先端部が丸みを帯びた2つの凸部からなり、2つの凸部には、それぞれ、Z軸方向に貫通する軸孔41eが形成されている。回転軸保持部41cの2つの凸部は、ミラー装着部41aのミラー44の装着面に対して、所定の角度で傾いている。
ミラーユニット40の組み立て時には、ミラー44がミラー装着部41aに接着固定される。そして、ローラー42がローラー保持部41bの2つの凸部の間に挿入され、2つの軸孔41dとローラー42に支軸43が通される。これにより、図4(d)に示すミラーユニット40が組み立てられる。
図5(a)、(b)は、チルト駆動部50の構成を示す斜視図である。
図5(a)、(b)を参照して、チルト駆動部50は、モーター51と、リードスクリュー52と、ギアラック53とを備えている。
モーター51は、ステッピングモータからなっている。モーター51には、シャーシ51aが装着されている。モーター51の回転軸には、リードスクリュー52の一端が装着されており、リードスクリュー52の他端は、軸受けを介してシャーシ51aの一端に装着されている。ギアラック53は、鉤部53aと、ガイド保持部53bからなる。鉤部53aのZ軸負側の面には、ギア部53cが形成されている。鉤部53aとガイド保持部53bの間には、ばね53dが配されている。ギアラック53は、可撓性の材質で形成されており、僅かにZ軸方向に変形可能である。ガイド保持部53bは、壁部53e、53fを有する。壁部53e、53fの間の間隔は、図3(a)に示す案内部21bのY軸の幅よりも僅かに広い。
ミラーアクチュエータ1の組み立て時には、まず、図4(b)に示すインナーフレーム31の円筒部31bが、図3(b)に示すアウターユニット20の開口23eに圧入される。そして、図2(b)に示すピン13が、図4(a)に示すインナーフレーム31の円筒部31bの凹部31gに嵌り込むようにして、アウターユニット20とインナーユニット30が、図2(b)に示す回転軸12に通される。これにより、図6(a)に示す構成体が組み立てられる。
図6(a)は、モーター11にアウターユニット20とインナーフレーム31が組み付けられた構成体を示す斜視図である。図6(b)は、この構成体のZ軸方向における中央位置をX−Y平面に平行な面で切断した断面図である。
図6(b)に示すように、この状態では、ピン13の先端部13aがインナーフレーム31の凹部31gに嵌り込んでいる。したがって、インナーフレーム31は、回転軸12とともに一体的に回転可能となっている。また、アウターフレーム21とインナーフレーム31は、ピン13が凹部31gに案内されてY軸方向に移動可能となっている。
次に、図4(d)に示すミラーユニット40の回転軸保持部41cの2つの凸部の間に、図6(a)に示す構成体の回転軸12に通されて、回転軸12の軸孔12bと、回転軸保持部41cの2つの軸孔41eが整合される。この状態で、図2(b)に示す支軸14が回転軸保持部41cの2つの軸孔41eと、回転軸12の軸孔12bに通される。こうして、図7(a)に示す構成体が組み立てられる。
図7(a)、(b)は、モーター11にアウターユニット20とインナーフレーム31が組み付けられた構成体にミラーユニット40が取り付けられた構成体を示す斜視図である。
図7(a)に示す状態において、ローラー42は、インナーフレーム31の2つの凸部31eの間に位置付けられており、支軸43は、インナーフレーム31の2つの凸部31e上に位置付けられている。また、回転軸保持部41cの下端と、インナーフレーム31の段部31dの間には、所定の隙間がある。この状態で、ミラーホルダ41は、支軸14によって軸支され、且つ、ローラー42によって支えられている。したがって、ローラー42は、前後方向(X軸方向)に移動可能となっている。
この状態で、図7(b)に示すように押さえバネ32の2つの鉤部32bとインナーフレーム31の凸部31eによって、支軸43が挟まれるようにして、押さえバネ32がインナーフレーム31に取り付けられる。そして、ネジ孔32c、32d(図4(a)参照)を介して、ネジ穴31h、31i(図4(a)参照)にネジ33、34(図4(a)参照)が螺着される。これにより、図7(b)に示す構成体が組み立てられる。この状態で、支軸43は、押さえバネ32の鉤部32bにより下方向(Y軸負方向)に押さえられているため、ローラー42がY軸方向に浮き上がることが抑制される。なお、このとき、後述する光源110から出射されるレーザ光がX軸負方向に反射されるように、ミラー44の傾き角度が調整される。
図8は、ミラーアクチュエータ1が搭載されたレーザレーダ500の構成を示す模式図である。なお、図8では、主要な光学部材のみが示されており、光学部材の取り付け構造、回路基板等は、図示省略されている。
図5(b)に示すギアラック53のガイド保持部53bに、案内部21bが嵌め込まれて、接着固定される。モーター51のシャーシ51aと、ガイドシャフト22が、それぞれ、ベース500aに固着される。ギアラック53の鉤部53aがZ軸正側に僅かに変形された状態で、ギアラック53のギア部53cがリードスクリュー52に当てられる。ばね53dによる付勢を受けながら、ギア部53cがリードスクリュー52に噛合される。これにより、図8に示すようにミラーアクチュエータ1の組み立てが完了する。
図8に示すアセンブル状態において、モーター11が駆動されると、回転軸12(図2(a)参照)が回動する。回転軸12は、支軸14によってミラーホルダ41と一体的に接続されているため、回転軸12が回動すると、一体となってミラーホルダ41が回動する。また、図6(b)に示すように、インナーフレーム31の凹部31gにピン13の先端部13aが嵌まり込んでいるため、回転軸12の回動に伴ってインナーフレーム31が回動される。こうして、ミラーホルダ41に保持されたミラー44がPan方向に回動される。
また、図8に示すアセンブル状態において、モーター51が駆動されると、リードスクリュー52が回動する。リードスクリュー52が回動すると、リードスクリュー52に噛合されたギアラック53が上下方向(Y軸方向)に移動する。そして、ギアラック53に固着された案内部21bがガイドシャフト22に沿って、上下方向(Y軸方向)に移動する。これにより、アウターフレーム21が上下方向(Y軸方向)に移動される。
図9は、アウターフレーム21が下方向に移動された場合のミラーアクチュエータ1を示す側面図である。図10は、アウターフレーム21が上方向に移動された場合のミラーアクチュエータ1を示す側面図である。
図9を参照して、アウターフレーム21が下方向(Y軸負方向)に移動されると、これに伴い、ベアリング23(図6(b)参照)が下方向(Y軸負方向)に移動される。これにより、ベアリング23の内枠23b(図6(b)参照)に装着されたインナーフレーム31が下方向に押し下げられる。このとき、図6(b)に示すように、回転軸12のピン13の先端部13aが、インナーフレーム31の凹部31gに沿って移動し、Y軸方向に案内される。また、案内部21bは、ガイドシャフト22に沿って摺動し、Y軸方向に案内される。これにより、図9に示すように、インナーフレーム31とミラーホルダ41のローラー保持部41bが下降される。このとき、支軸14によって軸支されたミラーホルダ41のY軸方向の位置は変わらない。このため、ミラーホルダ41には、Z軸正方向に見て、支軸14を中心とする右回りの力が加わる。これにより、ミラーホルダ41は、Z軸正方向に見て、支軸14を中心とする右回りに回動され、ローラー42および支軸43によりローラー保持部41bがX軸負側に移動される。したがって、図9に示すように、ミラー44の傾き角度が小さくなる。
図10を参照して、アウターフレーム21が上方向(Y軸正方向)に移動されると、これに伴い、ベアリング23(図6(b)参照)が方向(Y軸正方向)に移動される。これにより、図6(b)に示すように、ベアリング23の内枠23bに装着されたインナーフレーム31が上方向に押し上げられる。このとき、回転軸12のピン13の先端部13aが、インナーフレーム31の凹部31gに沿って移動し、Y軸方向に案内される。また、案内部21bは、ガイドシャフト22に沿って摺動し、Y軸方向に案内される。これにより、図10に示すように、インナーフレーム31とミラーホルダ41のローラー保持部41bが上昇される。このとき、支軸14によって軸支されたミラーホルダ41のY軸方向の位置は変わらない。このため、ミラーホルダ41には、Z軸正方向に見て、支軸14を中心とする左回りの力が加わる。これにより、ミラーホルダ41は、Z軸正方向に見て、支軸14を中心とする左回りに回動され、ローラー42および支軸43によりローラー保持部41bがX軸正側に移動される。したがって、図9に示すように、ミラー44の傾き角度が大きくなる。
なお、アウターフレーム21が最も上方向に移動された場合にも、支軸43が押さえバネ32とインナーフレーム31との間に位置付けられるよう、インナーフレーム31の凸部31eと押さえバネ32の鉤部32bのX軸方向の長さが調整されている。
このようにして、ミラーホルダ41に保持されたミラー44がTilt方向に回動される。支軸43は、押さえバネ32により、下方向に押さえられているため、Tilt方向への回動時のミラー44のガタつきが抑制される。
このように、本実施の形態では、ミラー44をPan方向に回動させるモーター11と、ミラー44をTilt方向に回動させるモーター51は、それぞれ、一方の回動が、他方の回動に影響することがない。したがって、モーター11と、モーター51を、独立に制御することができる。また、モーター51がベース側に配置されているため、回転部であるインナーフレーム31に信号線を渡す必要がない。このため、ミラー44をPan方向に広範囲に回動させることができる。本実施の形態では、ミラー44は、Pan方向に360度回動される。なお、ミラー44は、Tilt方向に対して、数十度以上の角度で回動される。
図8に戻り、ミラーアクチュエータ1が搭載されたレーザレーダ500の構成について説明する。
レーザレーダ500は、出射光学系100と、受光光学系200と、PSD310と、上述のミラーアクチュエータ1を備えている。
出射光学系100は、光源110と、ビーム整形レンズ120とを備えている。
光源110は、波長880nm〜940nm程度のレーザ光を出射する。ビーム整形レンズ120は、出射レーザ光が、目標領域において所定の形状となるよう、出射レーザ光を収束させる。光源110とビーム整形レンズ120は、それぞれ、Y軸方向に並ぶように配置されている。光源110の出射光軸は、ビーム整形レンズ120の光軸と一致している。また、光源110は、出射光軸がミラー44の回転中心を貫くように配置されている。光源110は、出射光軸が回転軸12(図2(a)参照)と平行となるように配置されている。
ミラーアクチュエータ1は、前述のように、ビーム整形レンズ120を透過したレーザ光と、目標領域からの反射光の両方が入射するミラー44と、このミラー44を2つの軸の周りに回動させるための機構とを備える。ミラー44が回動することにより、目標領域においてレーザ光が走査される。レーザ光は、目標領域において、XZ平面に平行な複数の走査ラインに沿ってスキャンされる。各走査ラインに沿ってレーザ光を走査させるために、モーター11が駆動され、ミラー44がPan方向に回転される。また、走査ラインを変更するために、モーター51が駆動され、ミラー44がTilt方向に回転される。
受光光学系200は、折り曲げミラー210、220と、受光レンズ230と、光検出器240を備えている。
折り曲げミラー210、220は、目標領域から反射され、さらにミラー44によって反射された光を光検出器240に向かう方向に反射させる。折り曲げミラー210、220は、それぞれ、略直方体形状を有する。折り曲げミラー210、220は、それぞれ、所定の隙間を開けて、Z軸方向に並ぶように配置されている。折り曲げミラー210、220は、それぞれ、ミラー44が中立位置にあるとき、ミラー44と同じ角度で傾くように配置される。
なお、「中立位置」とは、ミラー44がX軸に垂直な状態からY−X平面の面内方向に45度傾いた位置をいう。
また、折り曲げミラー210、220の隙間は、光源110から出射し、ビーム整形レンズ120によって収束されたレーザ光が通過可能な幅を有している。
受光レンズ230は、目標領域から反射された光を集光する。光検出器240は、APD(アバランシェ・フォトダイオード)またはPINフォトダイオードからなり、受光光量に応じた大きさの電気信号を回路基板に出力する。
PSD310は、ミラー44によって反射された光を受光し、受光位置に応じた位置検出信号を回路基板に出力する。
光源110から出射されたレーザ光は、ビーム整形レンズ120を透過した後、折り曲げミラー210、220の隙間を通過する。折り曲げミラー210、220の隙間を通過したレーザ光は、ミラーアクチュエータ1のミラー44に入射する。ミラー44に入射したレーザ光は、ミラー44によって反射され、目標領域に投射される。
目標領域からの反射光は、レーザ光が目標領域へと向かう光路を逆行して、ミラー44に入射する。ミラー44に入射した反射光は、ミラー44により反射され、折り曲げミラー210、220に入射する。折り曲げミラー210、220の隙間は、ミラー44のミラー面に比べて顕著に小さく、目標領域からの反射光の大半の光は、折り曲げミラー210、220に入射する。折り曲げミラー210、220に入射した反射光は、折り曲げミラー210、220により反射され受光レンズ230に向かう方向(X軸正方向)に進行する。
かかる反射光の挙動は、ミラー44がどのような回動位置にあっても同じである。すなわち、ミラー44がどのような回動位置にあっても、目標領域からの反射光は、レーザ光の出射時の光路を逆行し、ビーム整形レンズ120の光軸に平行に進んで、受光レンズ230に入射する。
受光レンズ230に入射した反射光は、受光レンズ230によって、光検出器240に収束される。光検出器240は、受光光量に応じた大きさの電気信号を出力する。光検出器240からの信号に基づいて、目標領域における物体の有無および物体までの距離が測定される。
図11は、本実施の形態に係るレーザレーダ500のミラー44のPan方向の回動範囲を示す上面図である。
図11に示すように、本実施の形態に係るレーザレーダ500では、水平方向に広範囲な走査範囲W1でレーザ光が走査されるようミラー44が回動される。走査範囲W1においてレーザ光が所定間隔でパルス発光される。走査範囲W1におけるスキャンが完了し、停止範囲W2までミラー44が回動されると、光源110のレーザ光の出射が停止される。なお、モーター11(図8参照)から出力される位置検出信号(パルス信号)によって、ミラー44が停止範囲W2まで回動されたかどうかが検出される。レーザ光の出射が停止された状態で、回動位置検出範囲W3までミラー44が回動されると、光源110のレーザ光の出射(パルス発光)が再開される。回動位置検出範囲W3ではミラー44がPSD310の方を向いている。これにより、光源110を出射したレーザ光は、ビーム整形レンズ120(図8参照)とミラー44を介して、PSD310に入射する。PSD310は、受光位置に応じた位置検出信号を出力する。
本実施の形態では、レーザレーダ500が作動している間、ミラー44は、360度を超えて同一のPan方向に回転され続ける。PSD310の出力は、Pan方向におけるミラー44の回転の原点出しに用いられる。すなわち、回動位置検出範囲W3においてパルス発光されるレーザ光のうちPSD310のZ軸方向の中央位置に最も接近した位置に照射されたレーザ光の発光タイミングが特定される。そして、この発光タイミングに対応するミラー44の回動位置(モーター11の回動位置)が、Pan方向におけるミラー44の回転の原点とされる。こうして設定された原点に対して、ミラー44およびモーター11の回動位置が規定される。同一方向にミラー44が回転され続けると、モーター11からの位置検出信号(パルス信号)により検出されるミラー44の回動位置と、ミラー44の実際の回動位置とにずれが生じる。そこで、上記のように原点出しをすることにより、位置検出信号(パルス信号)により検出されるミラー44の回動位置と、ミラー44の実際の回動位置とを整合させることができる。
Tilt方向のミラー44の位置も、PSD310からの出力をもとに修正される。ここでは、パルス発光されたレーザ光のPSD310上における軌跡が、当該走査の際のミラー44のTilt方向の回動位置に対応する軌跡と整合するかが判定される。両軌跡が整合しない場合、両軌跡の差分を求め、差分に応じた角度だけ、ミラー44のTilt方向の角度が調節される。
なお、本実施の形態では、所定回数ミラー44がPan方向に回転する毎に、Pan方向の原点出しとTilt方向の角度調節が行われる。
レーザ光が出射された状態で、停止範囲W4までミラー44が回動されると、光源110のレーザ光の出射が停止される。そして、レーザ光の出射が停止された状態で、走査範囲W1までミラー44が回動されると、光源110のレーザ光の出射(パルス発光)が再開される。このとき、ミラー44がTilt方向に回動され、次の走査ラインの走査位置に合わせられる。
このようにして、レーザ光が複数の走査ラインに沿って、目標領域に投射される。なお、最下段の走査ラインの走査が完了した場合、再度、最上段の走査ラインの走査位置になるよう、ミラー44が回動制御される。この他、最下段の走査ラインの走査が完了した場合、最下段から1つ上の走査ラインの走査位置に戻るよう、ミラー44が回動制御されても良い。このように、ミラー44の回動制御は、適宜変更され得る。
図11に示すように、目標領域の走査に必要な走査範囲W1でのみレーザ光が出射されるよう光源110が制御されるため、光源110にかかる消費電力を抑えることができる。
図12は、本実施の形態に係るレーザ光の出射軌跡を示すグラフである。横軸は、中立位置(0度)に対するミラー44のPan方向の回動角であり、縦軸は、Pan方向の各回動角にミラー44があるときの、水平面(X−Z平面)に対するレーザ光の傾き角である。縦軸では、レーザ光の投射方向が水平面に平行なときに角度が0度とされている。また、横軸において、ミラー44が中立位置から正面左側に回動されると角度に正の符号が付され、ミラー44が中立位置から正面右側に回動されると角度に負の符号が付されている。ここでは、Pan方向のミラー44の回動範囲が、中立位置に対して±135度とされている。
また、図12において、丸のプロットは、Tilt方向のミラー44の回動角を中立位置における回動角と同じにした場合を示し、四角のプロットは、ミラー44を中立位置から略30度だけ水平面に近づく方向(Tilt方向)に傾けた場合を示し、三角のプロットは、ミラー44を中立位置から略30度だけ水平面から遠ざかる方向(Tilt方向)に傾けた場合を示している。
図12に示すように、すべての走査ラインにおいて、出射軌跡が略直線状になっていることが判る。これは、図8に示すように、光源110が、光源110の出射光軸がミラー44の回転中心を貫くように、配置されているためである。ミラー44の垂直方向の傾きが一定であるとき、ミラー44を水平方向にどの角度に傾いていたとしても、レーザ光は、常にミラー44の回転中心に入射するため、レーザ光の出射角度は垂直方向に変位しない。したがって、Tilt方向のミラー44の傾きを変化させなくとも、ミラー44をPan方向にのみ変化させることにより、レーザ光を略水平に走査させることができる。このように、ミラー44をPan方向に制御させるだけで、レーザ光を略水平に走査させることができるため、ミラー44の駆動制御を簡素にすることができる。
図13(a)は、本実施の形態に係る光源110と折り曲げミラー210、220による光検出器240への迷光の影響を説明する図である。図13(b)は、変更例に係る光源110と折り曲げミラー211による光検出器240への迷光の影響を説明する図である。
図13(a)を参照して、本実施の形態の場合、折り曲げミラー210、220は、所定の隙間を有した状態でZ軸方向に並んでいる。光源110から出射されたレーザ光は、ビーム整形レンズ120によって収束されるため、レーザ光の大半は、折り曲げミラー210、220の隙間を通過する。このように折り曲げミラー210、220を配置することによって、レーザレーダ500のY軸方向のサイズをコンパクトに構成することができる。この構成では、レーザ光のうち僅かな光が、折り曲げミラー210、220の側面部によって反射および散乱されて迷光となる。
図13(b)の変更例に示すように、折り曲げミラー211にレーザ光を通過可能な開口211aが設けられた構成を用いることもできる。しかしながら、変更例の構成では、開口211aの下側の縁によってレーザ光が反射および散乱された迷光が、光検出器240に向かう方向に進むため、この迷光が光検出器240に入射する惧れがある。目標領域からの反射光が微弱であるため、このように迷光が光検出器240に入射すると、目標領域からの反射光を適正に検出できない惧れがある。これに対し、本実施の形態では、レーザ光がX−Y平面に平行な面によって反射されるため、比較例の場合に比べ、迷光が光検出器240に向かう方向に進むことがない。したがって、光検出器240に対する迷光の影響を抑えるためには、本実施の形態のように、折り曲げミラー210、220が隙間をもって、Z軸方向に並ぶ構成が望ましい。
他方、変更例の場合、目標領域からの反射光を受光する折り曲げミラー211のミラー面の面積を、本実施の形態の折り曲げミラー210、220の場合よりも大きくすることができる。したがって、光検出器240が受光する光量をできるだけ大きくするためには、図13(b)に示すように1つの折り曲げミラー211に開口211aが設けられる構成の方が望ましい。
図14は、レーザレーダ500の回路構成を示す図である。
スキャンLD駆動回路701は、DSP705からの信号をもとに、光源110に駆動信号を供給する。PD信号処理回路702は、光検出器240の受光光量に応じた電圧信号を増幅およびデジタル化してDSP705に供給する。
PSD信号処理回路703は、PSD310からの出力信号をもとに求めた位置検出信号をDSP705に出力する。アクチュエータ駆動回路704は、DSP705からの信号をもとに、ミラーアクチュエータ1を駆動する。具体的には、目標領域においてレーザ光を所定の軌道に沿って走査させるための駆動信号がミラーアクチュエータ1に供給される。
DSP705は、PSD信号処理回路703から入力された位置検出信号をもとに、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出し、ミラーアクチュエータ1の駆動制御や、光源110の駆動制御等を実行する。また、DSP705は、PD信号処理回路702から入力される電圧信号に基づいて、目標領域内のレーザ光照射位置に物体が存在するかを判定し、同時に、光源110から出力されるレーザ光の照射タイミングと、光検出器240にて受光される目標領域からの反射光の受光タイミングの間の時間差をもとに、物体までの距離を測定する。
図15は、光源110の発光制御の処理を示すフローチャートである。図15は、DSP705によって実行される。なお、ミラー44のPan方向、Tilt方向の回動位置は、上記のように、モーター11、51からの位置検出信号(パルス信号)により検出され、PSD310から信号によって、ミラー44の位置のずれが補正される。図15に示すフローチャートでは、ミラー44のPan方向の回動角度に応じた光源110の制御処理について説明する。
図15を参照して、目標領域のスキャンが開始されると、ミラー44が走査開始位置に位置付けられる。そして、ミラー44の回動角度が図11に示す走査範囲W1に位置付けられると(S101:YES)、DSP705は、光源110をパルス発光により点灯させる(S102)。そして、DSP705は、ミラー44の回動角度が図11に示す停止範囲W2に位置付けられたか否かを判定する(S103)。ミラー44の回動角度が停止範囲W2に位置付けられていない場合(S103:NO)、DSP705は、光源110の点灯を継続させる。ミラー44の回動角度が図11に示す停止範囲W2に位置付けられると(S103:YES)、DSP705は、光源110を消灯させる(S104)。DSP705は、走査回数が所定の変数nの倍数であるか否かを判定する(S105)。変数nは、要求されるミラー44の回動精度に応じて適宜設定される。たとえば、変数nを1にすると、1回の走査毎にミラー44の回動位置が補正される。これにより、ミラー44を精度よく回動させることができる。たとえば、変数nを3にすると、3回の走査毎にミラー44の回動位置が補正される。これにより、回動位置の補正のための点灯時間をより削減することができる。本実施の形態では、ミラー44の回動位置の補正は、複数回の走査ごとに行われる。
走査回数がnの倍数の場合(S105:YES)、DSP705は、ミラー44の回動角度が図11に示す回動位置検出範囲W3に位置付けられたか否かを判定する(S106)。ミラー44の回動角度が回動位置検出範囲W3に位置付けられていない場合(S106:NO)、DSP705は、光源110の消灯を継続させる。ミラー44の回動角度が回動位置検出範囲W3に位置付けられると(S106:YES)、DSP705は、光源110をパルス発光により点灯させる(S107)。これにより、光源110から出射したレーザ光がPSD310に入射する。DSP705は、PSD310からの信号に基づき、上記のようにPan方向の原点出しとTilt方向のミラー44の角度補正を行う。走査回数がnの倍数でない場合(S105:NO)、DSP705は、回動位置検出範囲W3における光源110の点灯処理および停止範囲W4における光源110の消灯処理をスキップし、処理をS110に進める。
DSP705は、ミラー44の回動角度が停止範囲W4に位置付けられたか否かを判定する(S108)。ミラー44の回動角度が停止範囲W4に位置付けられていない場合(S108:NO)、DSP705は、光源110の点灯を継続させる。ミラー44の回動角度が停止範囲W4に位置付けられると(S108:YES)、DSP705は、光源110を消灯させる(S109)。そして、DSP705は、動作が終了したか否かを判定する(S110)。動作が終了していない場合(S110:NO)、DSP705は、処理をS101に戻し、次の走査ラインにおける光源110の発光制御を行う(S101〜S109)。動作が終了した場合(S110:YES)、DSP705は、光源110の制御処理を終了する。
<実施形態の効果>
以上、本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。
図8に示すように、モーター11によって回動されるアウターフレーム21およびインナーフレーム31には、駆動源が配されず、ベース500aに配置されたモーター51によって、案内部21bがガイドシャフト22に沿って上下方向に移動される。案内部21bが上下方向に移動されることによって、アウターフレーム21に一体的に接続されたインナーフレーム31が上下方向に移動され、ローラー42と支軸43が前後方向に移動される。これにより、ミラー44がTilt方向に回動される。このように、モーター11によって回動されるアウターフレーム21およびインナーフレーム31に駆動源が配されないため、回動されるアウターフレーム21およびインナーフレーム31に電力を供給する必要がない。したがって、ミラー44の回動が電力供給のための信号線等によって制限されることがないため、ミラー44を広範囲で回動させることができる。これにより広範囲にレーザ光を走査させることができる。
また、図6(b)に示すように、インナーフレーム31は、回転軸12に摺動可能に支持されている。したがって、アウターフレーム21およびインナーフレーム31を回動させるための回転軸12が摺動軸としても作用される。したがって、部品点数を削減することができ、ミラーアクチュエータ1をコンパクトに構成することができる。
また、図8に示すように、ミラー44のX軸正側にPSD310が配されているため、ミラー44をX軸正側に向けることによって、光源110から出射されるレーザ光をPSD310に入射させることができる。これにより、ミラー44の回動位置を検出することが出来る。このように、光源110とミラー44がミラー44の回動位置を検出するための光学系としても共用されるため、部品点数を削減することができる。
また、図8に示すように、光源110が、回転軸12に平行で光源110の出射光軸がミラー44の回転中心を貫くように、配置されているため、図12に示すように、出射軌跡を略直線状に近付けることができる。また、光源110をミラー44の上側に配置することにより、ミラー44によって反射されたレーザ光が光源110側に向かうことがない。したがって、ミラー44を360度の範囲で回動させることができ、レーザ光の走査範囲をより広くすることができる。
また、図13(a)、(b)に示すように、光源110とミラー44の間に、折り曲げミラー210、220または折り曲げミラー211が配置されるため、レーザレーダ500のY軸方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
また、図13(a)に示すように、Z軸方向に並ぶ折り曲げミラー210、220に隙間が設けられるため、光検出器240に対する迷光の影響を抑えるができる。
また、図11に示すように、目標領域の走査に必要な走査範囲W1でのみレーザ光が出射されるよう制御されるため、光源110にかかる消費電力を抑えることができる。
さらに、図15に示すように、複数回数の走査ごとにミラー44の回動位置の検出のため光源110の点灯処理が行われるため、光源110にかかる消費電力をさらに抑えることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。
たとえば、上記実施の形態では、図6(b)に示すように、回転軸12がインナーフレーム31を摺動させるための摺動軸としても用いられたが、別途、摺動軸が設けられても良い。しかし、上記実施の形態のように、回転軸12を摺動軸としても作用させる方が、部品点数が削減できるため望ましい。
また、上記実施の形態では、図8に示すように、折り曲げミラー210、220により、受光光学系200が光源110とミラー44の間に設けられたが、たとえば、光源110のY軸正側に設けられても良い。この場合、折り曲げミラー210、220が省略されるものの、反射光の受光光量を大きくするため、上記実施の形態よりもミラー44のミラー面のサイズを大きくする必要がある。また、Y軸方向に光学部材が並ぶため、レーザレーダ500装置全体が大型化する。したがって、装置をコンパクトにするためには、上記実施の形態のように、折り曲げミラー210、220が配される方が望ましい。
また、上記実施の形態では、受光光学系200は、折り曲げミラー210、220と、受光レンズ230と、光検出器240から構成されたが、この他、遮光部材や光源110から出射されるレーザ光の波長帯域以外の帯域の光をカットするバンドパスフィルタ等が配されても良い。同様に、PSD310に向かう光路中についても、適宜、遮光部材やフィルタが用いられ得る。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
1 ミラーアクチュエータ(ミラー駆動装置)
11 モーター(第1の駆動源)
12 回転軸
14 支軸
20 アウターユニット(移動機構)
21 アウターフレーム(移動体)
23 ベアリング
31 インナーフレーム(回転体)
41 ミラーホルダ
41b ローラー保持部(保持部)
42 ローラー(案内部)
44 ミラー
50 チルト駆動部(移動機構)
51 モーター(第2の駆動源)
53 ギアラック(ギア)
100 出射光学系
110 光源
200 受光光学系
210 折り曲げミラー(反射部、第1のミラー)
220 折り曲げミラー(反射部、第2のミラー)
221 折り曲げミラー(反射部)
240 光検出器
310 PSD(受光位置検出器)
705 DSP(光源制御部)

Claims (9)

  1. 回転軸と、
    前記回転軸を回転させる第1の駆動源と、
    前記回転軸に垂直な方向に延びる支軸を介して前記回転軸に支持され、前記支軸を中心として回動可能であるミラーホルダと、
    前記ミラーホルダに装着されたミラーと、
    前記ミラーホルダの端に設けられた保持部と、
    前記支軸から離れた位置において前記ミラーホルダが載置された回転体と、
    前記保持部に設けられ、前記保持部を前記回転軸との間隔を変化可能なように案内する案内部と、
    前記回転軸とともに前記回転体が回転可能な状態で前記回転体を前記回転軸に平行な方向に移動させる移動機構と、
    前記移動機構を介して前記回転体を移動させる第2の駆動源と、
    を備えることを特徴とするミラー駆動装置。
  2. 請求項1に記載のミラー駆動装置において、
    前記移動機構は、
    ベアリングを介して前記回転体が回転可能に連結された移動体と、
    前記移動体を前記回転軸に平行な方向に送るギアと、を備える、
    ことを特徴とするミラー駆動装置。
  3. 請求項1または2に記載のミラー駆動装置において、
    前記回転体は、前記回転軸に摺動可能に支持されている、
    ことを特徴とするミラー駆動装置。
  4. 請求項1ないし3の何れか一項に記載のミラー駆動装置と、
    レーザ光を出射する光源と、
    前記光源から出射された前記レーザ光を前記ミラーに入射させる出射光学系と、を備える、
    ことを特徴とするビーム照射装置。
  5. 請求項4に記載のビーム照射装置において、
    前記ミラーの所定の回転位置において、前記ミラーによって反射された前記レーザ光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出器を備える、
    ことを特徴とするビーム照射装置。
  6. 請求項5に記載のビーム照射装置において、
    前記光源の点灯/消灯を制御する光源制御部を備え、
    前記光源制御部は、前記ミラーが前記レーザ光を目標領域に向かう方向に反射させる回動位置、および前記ミラーが前記レーザ光を前記受光位置検出器に向かう方向に反射させる回動位置において、前記光源を点灯させる、
    ことを特徴とするビーム照射装置。
  7. 請求項4ないし6の何れか一項に記載のビーム照射装置において、
    前記レーザ光の光軸が、前記回転軸に平行で、且つ、前記ミラーの回転中心を貫くように、前記光源と前記出射光学系が構成されている、
    ことを特徴とするビーム照射装置。
  8. 請求項7に記載のビーム照射装置と、
    目標領域から反射され前記ミラーに入射した前記レーザ光を光検出器へと導く受光光学系と、を備え、
    前記受光光学系は、前記光源から出射され前記ミラーへと向かうレーザ光が通過する隙間を有するとともに、前記目標領域から反射され前記ミラーに入射した前記レーザ光を反射する反射面を有する反射部を備える、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
  9. 請求項8に記載のレーザレーダにおいて、
    前記反射部は、第1のミラーと、前記第1のミラーに対して前記回転軸に垂直な方向に前記隙間を開けて並ぶように配置された第2のミラーとを備える、
    ことを特徴とするレーザレーダ。
JP2016512494A 2014-04-11 2014-11-13 ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ Active JP6371985B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014082205 2014-04-11
JP2014082205 2014-04-11
PCT/JP2014/005698 WO2015155812A1 (ja) 2014-04-11 2014-11-13 ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015155812A1 JPWO2015155812A1 (ja) 2017-04-13
JP6371985B2 true JP6371985B2 (ja) 2018-08-15

Family

ID=54287416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016512494A Active JP6371985B2 (ja) 2014-04-11 2014-11-13 ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10191273B2 (ja)
JP (1) JP6371985B2 (ja)
CN (1) CN106030373B (ja)
WO (1) WO2015155812A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210158007A (ko) * 2020-06-23 2021-12-30 문명일 라이다 장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076478B1 (ko) * 2017-10-23 2020-04-07 주식회사 유진로봇 이동성 거울을 이용한 광 송수신기, 3차원 거리 측정 장치, 및 이동체
US10962647B2 (en) 2016-11-30 2021-03-30 Yujin Robot Co., Ltd. Lidar apparatus based on time of flight and moving object
JP6851892B2 (ja) * 2017-04-20 2021-03-31 パイオニア株式会社 光走査装置及び測距装置
KR102009024B1 (ko) * 2017-06-28 2019-08-08 주식회사 에스오에스랩 무인 비행체의 프로펠러 구동모터를 이용한 라이다 스캐닝 장치 및 이를 포함하는 무인 비행체
KR102135559B1 (ko) * 2018-05-16 2020-07-20 주식회사 유진로봇 초소형 3차원 스캐닝 라이다 센서
WO2019039728A1 (ko) * 2017-08-21 2019-02-28 (주)유진로봇 초소형 3차원 스캐닝 라이다 센서
US11579298B2 (en) 2017-09-20 2023-02-14 Yujin Robot Co., Ltd. Hybrid sensor and compact Lidar sensor
JP7309743B2 (ja) * 2017-12-08 2023-07-18 上海禾賽科技有限公司 レーザレーダシステム及びその制御方法、走査角度の取得方法、車両
JP7035558B2 (ja) * 2018-01-24 2022-03-15 株式会社デンソー ライダー装置
DE112018007245T5 (de) * 2018-03-08 2020-11-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser-radar
KR102393440B1 (ko) 2018-05-15 2022-05-03 현대모비스 주식회사 라이다 센서 및 그 제어 방법
EP3570065B1 (en) * 2018-05-16 2021-02-24 Miele & Cie. KG 3d scanning lidar sensor
US11874399B2 (en) 2018-05-16 2024-01-16 Yujin Robot Co., Ltd. 3D scanning LIDAR sensor
CN109581328B (zh) * 2018-12-21 2023-06-02 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种激光雷达
CN109794688B (zh) * 2019-02-20 2024-05-10 广东铭钰科技股份有限公司 一种可调节激光方向的激光打标装置
EP3825749A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-26 Ricoh Company, Ltd. Optical-element angle adjustment device and image projection device
CN115942082A (zh) * 2021-06-22 2023-04-07 国网山东省电力公司高唐县供电公司 一种全景实时监控及取证方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3908226B2 (ja) * 2004-02-04 2007-04-25 日本電産株式会社 スキャニング型レンジセンサ
JP4819403B2 (ja) * 2005-06-06 2011-11-24 株式会社トプコン 距離測定装置
KR101018135B1 (ko) * 2008-08-04 2011-02-25 삼성전기주식회사 자율주행체의 공간 스캔 장치
KR101046040B1 (ko) * 2008-09-23 2011-07-01 삼성전기주식회사 자율주행체의 공간 스캔 장치
JP2011095474A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sanyo Electric Co Ltd ビーム照射装置
JP2011169730A (ja) 2010-02-18 2011-09-01 Denso Wave Inc レーザ測定装置
WO2012144341A1 (ja) * 2011-04-20 2012-10-26 三洋電機株式会社 レーザレーダ
JP2013130531A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Sanyo Electric Co Ltd レーザレーダ
EP3173816B1 (en) * 2015-11-06 2019-01-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Distance measuring device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210158007A (ko) * 2020-06-23 2021-12-30 문명일 라이다 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015155812A1 (ja) 2015-10-15
CN106030373A (zh) 2016-10-12
CN106030373B (zh) 2018-05-29
US10191273B2 (en) 2019-01-29
JPWO2015155812A1 (ja) 2017-04-13
US20160341957A1 (en) 2016-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6371985B2 (ja) ミラー駆動装置、ビーム照射装置およびレーザレーダ
US7940443B2 (en) Laser radar and beam irradiation apparatus therefor
US7570407B2 (en) Scanning mechanism, method of machining workpiece, and machine tool
US20140247440A1 (en) Mirror actuator, beam irradiation device, and laser radar
TWI453461B (zh) Optical scanning devices and laser processing devices
JP2009014698A (ja) ビーム照射装置およびレーザレーダ
JP2012154806A (ja) レーザレーダおよび受光装置
JP2009014639A (ja) ビーム照射装置およびレーザレーダ
CN111656215A (zh) 激光雷达装置、驾驶辅助系统以及车辆
JP2013130422A (ja) レーザレーダ
JP2015125109A (ja) レーザレーダおよびビーム照射装置
JP2007309696A (ja) 表面検査ヘッド装置
JP2013130531A (ja) レーザレーダ
JP2012091191A (ja) レーザ加工装置
JP2008298652A (ja) ビーム照射装置およびレーザレーダ
JP2008298686A (ja) ビーム照射装置およびレーザレーダ
US20110051756A1 (en) Beam irradiation apparatus
JP2009128014A (ja) ビーム照射装置
US20080237349A1 (en) Scanning Light Collection
US20210149026A1 (en) Optical distance measuring device
JP4566622B2 (ja) 光軸調節装置および光軸自動調節システム
JP2016080899A (ja) 光走査装置
JP2011169730A (ja) レーザ測定装置
JP2004240275A (ja) レーザ走査装置
WO2014174734A1 (ja) ビーム照射装置、レーザレーダおよびミラーアクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170731

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180605

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180618

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6371985

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151